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摘要
井壁失稳问题一直制约着渤海油田的高效开发。随着向深层要油气的战略实施，钻井持续向深层、致密层攻关，维持井壁稳定性对安全经济钻井作业的支撑作用更加明显。因此，为了揭示井壁失稳的微观机理，精确预测坍塌压力区间，建立了一种适用于井壁稳定性分析的离散元模型，剖析了多个颗粒接触微观参数对地层力学特性的影响规律，引入崩落宽度准则判断井壁失稳，分析了井内液柱压力对井壁岩石破坏形态的影响。研究结果表明，代表地层的颗粒发生黏结断裂后，整体刚度下降引发应力重分布，原损伤位置承担的载荷会转移到未损伤部位，既而诱发局部的接续破坏并渐进式向地层深部发展，直至形成一个稳定的破坏区。因此，坍塌压力当量密度的合理区间下限应使井壁发生适度破坏而不失稳，窄密度窗口钻井时，钻井液密度应贴近下限值。对BZ13-1油田12口井进行现场应用，钻井复杂率降低了67%，验证了离散元井壁稳定性分析模型的准确性。
